[发明专利]一种用于实现NCUC和POWERLINK互联的总线网关装置

说明书

技术领域

本发明属于工业现场总线技术领域，更具体地，涉及一种用于实现NCUC和POWERLINK互联的总线网关装置。

背景技术

现有的NCUC总线更多考虑了数控系统对总线通信的要求，突出了链路层的执行效率而弱化了应用层，难以与其他主流的现场总线实现互联互通，与其他总线之间不具有互换性；开放性和可维护性相对较差，这局限了NCUC总线的适用范围，而随着华中8型系统应用的普及和智能化演化，对NCUC总线也提出了更高的要求，例如工业应用需求多样化对总线灵活性及组态性的要求，对市场总线互换性的要求，实现国产数控系统对国外总线设备支持的需求。

刘斌等人提出的实现NUCU_Bus(NC Union of China Field Bus，中国数控总线联盟)现场总线与USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)总线转化技术的研究和应用，主要通过设计NCUC-Bus现场总线和USB的数据转换模块，从USB接口获取NCUC-Bus现场总线上的数据，对NUCU_Bus现场总线的应用进行了拓展；陈明基于FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)和DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)硬件平台设计的NCUC-Bus现场总线与TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)协议转换模式，提出了一种基于NCUC-Bus现场总线的网络互连装置的设计；娄平和葛济宾等人基于STM32和FPGA提出了一种支持NCUC和Profibus-DP(Profibus-Decentralized Periphery，Profibus-分散型外围设备总线)两种现场总线转换的接口装置，该接口转换装置能使接入的串口通信设备或网口通信设备分别支持NCUC或Profibus-DP现场总线的设备进行可靠通信，实现异构网络互联，但该发明并没有实现NCUC和Profibus的互联，只是对接入的设备进行了选择通信。以上的技术方案均对NCUC-Bus现场总线开放性进行了拓展，但最多只实现了NCUC总线与普通以太网的通信，并没有实现与高实时工业以太网如EtherCAT(EthernetControl Automation Technology，以太网控制自动化技术)、Profibus、POWERLINK等总线的互联通信，目前NCUC数控产品还不能支持与以上的三种总线设备的互联。POWERLINK是一项在标准以太网介质上、用于解决工业控制及数据采集领域数据传输实时性的工业实时以太网技术。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于实现NCUC和POWERLINK互联的总线网关装置；其目的在于实现NCUC-Bus现场总线与POWERLINK总线的互联，在不改动NCUC-Bus现场总线协议的前提下，提高NCUC-Bus现场总线的开放性和互联互通能力。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种用于实现NCUC和POWERLINK互联的总线网关装置，依次相连的NCUC-Bus通信模块、内部总线接口模块、MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)内部总线控制模块、数据转换模块和POWERLINK通信模块；

其中，NCUC-Bus通信模块包括下发数据缓存区和上传数据缓存区；用于接收来自外部NCUC-Bus主站的数据并存放至下发数据缓存区，并用于将存放在上传数据缓存区的数据通过总线上传到外部NCUC-Bus主站；

内部总线接口模块用于根据MCU内部总线控制模块提供的时序对NCUC-Bus通信模块的下发数据缓存区和上传数据缓存区里的数据进行读写；

MCU内部总线控制模块用于提供内部总线接口对上传数据缓存区和下发数据缓存区的数据进行读写的时序；

数据转换模块用于对NCUC-Bus数据格式与POWERLINK通信模块的对象字典中指定对象的格式进行相互转换；

POWERLINK通信模块用于接收外部POWERLINK从站发送的数据，并存入POWERLINK通信模块对象字典中的指定对象；

并将数据转换模块发送到POWERLIN通信模块对象字典中的数据通过POWERLINK总线发送到外部的POWERLINK从站。